У цій статті поговоримо про основні принципи роботи інжекторного двигуна і яка суміш вважається стехиометрической.
Топливовоздушная суміш
Топливовоздушная суміш готується поза камери згоряння двигуна і надходить у циліндри на такті впуску. Для того щоб двигун працював оптимально, паливо необхідно подавати в циліндр в певній пропорції з повітрям. Найбільш повне згорання відбувається, якщо суміш складається з 14,7 частини повітря і однієї частини парів бензину. Таке співвідношення повітря—паливо” називається стехіометричним.
Ступінь відхилення реального складу паливоповітряної суміші від стехіометричного визначається коефіцієнтом надлишку повітря ?:
— якщо ?=1, то реальний витрата повітря відповідає теоретичної потреби;
— якщо ? менше 1, то повітря недостатньо для стехіометричного згоряння, топливовоздушная суміш збагачена. В діапазоні ?=0,95—0,8 двигун розвиває свою максимальну потужність;
— при ?>1 топливовоздушная суміш збіднена. В діапазоні ?=1,05—1,2 досягається максимальна паливна економічність роботи двигуна;
— при ?>1,3 топливовоздушная суміш стає важкозаймистий, двигун починає працювати з перебоями.
Вплив коефіцієнта повітря a потужність Р і питома витрата повітря: а) багата суміш (нестача повітря), б) бідна суміш (надлишок повітря)
Видно, що ідеального складу суміші, при якому всі чинники мали б оптимальні значення, не існує. Так, наприклад, для забезпечення ефективної роботи каталітичного нейтралізатора необхідно точно підтримувати стехіометричний склад паливоповітряної суміші, але при цьому двигун буде працювати не оптимально з точки зору паливної економічності.
З іншого боку, для скорочення часу прогріву нейтралізатора до робочих температур двигун повинен працювати на збіднених сумішах. Щоб розібратися, яка ж топливовоздушная суміш і при яких умовах є оптимальною для двигуна, розглянемо основні робочі режими інжекторного двигуна.
Режими роботи інжекторного двигуна
Холодний пуск. При холодному пуску всмоктується топливовоздушная суміш збіднюється. Це відбувається в результаті недостатнього перемішування повітря з паливом, недостатнього випаровування палива та посиленого осідання палива на стінках підвідних труб. Для компенсації цього явища і полегшення пуску холодного двигуна потрібна подача додаткової кількості палива в момент пуску (a<1).
Після пускова фаза. Після пуску при низьких температурах на короткий час потрібно збагачення суміші (a<1) шляхом подачі додаткової кількості палива до тих пір, поки не підвищиться температура в камері згоряння і не покращиться сумішоутворення в циліндрі. Додатково за рахунок багатої суміші досягається більший крутний момент, що сприяє переходу до потрібних обертів холостого ходу.
Прогрів двигуна. За пуском і післяпусковий фазою слід прогрів двигуна. У зв’язку з тим що при знижених температурах сумішоутворення погіршена (наприклад, із-за слабкого перемішування повітря з паливом), у впускний трубі утворюється плівка палива, яка випаровується тільки при досягненні високих температур. Тому при знижених температурах паливоповітряну суміш необхідно збагачувати (a<1).
У двигунів, оснащених каталітичним нейтралізатором, в діапазоні температур від + 15 до +40°С топливовоздушная суміш збіднюється (a>1). Це робиться спеціально для швидкого прогріву нейтралізатора до робочих температур.
Часткові навантаження. Для двигунів, оснащених каталітичним нейтралізатором, при часткових навантаженнях необхідно точно підтримувати стехіометричний склад паливоповітряної суміші (a=1). Для двигунів без нейтралізатора головним критерієм оптимальності паливоповітряної суміші є мінімальний витрата палива (a=1,05—1,2).
Повна навантаження. При повністю відкритій дросельній заслінці двигун повинен досягати свого найбільшого крутного моменту або максимальної потужності. Для цього топливовоздушная суміш має бути збагаченою до a=0,8—0,9.
Прискорення. При швидкому відкритті дросельної заслінки склад паливоповітряної суміші короткочасно збіднюється внаслідок обмеженої здатності палива до випаровування при підвищенні тиску у впускний трубі. Тому для запобігання цього явища та досягнення хороших розгінних характеристик автомобіля паливоповітряну суміш необхідно збагачувати (a<1).
Примусовий холостий хід. У цьому режимі автомобіль сповільнюється, рухаючись за інерцією. З метою економії палива в певному діапазоні обертів двигуна топлівоподача може повністю припинятися.
Висотна корекція. З ростом висоти над рівнем моря густина повітря падає. Це означає, що при русі в горах втягнуте в двигун повітря має меншу масу, ніж на рівнині. Якщо це явище не враховувати в розрахунках, то топливовоздушная суміш буде переобогащаться, що, в свою чергу, призведе до проблем з пуском двигуна, з ходовими якостями автомобіля, а також до підвищеної витрати палива.
У даній статті розповіли як працює інжекторний двигун. Про те, як працює впорскування на реальному автомобілі, читайте в статті “Як працює система упорскування зі зворотним зв’язком”.
